中温固体氧化物燃料电池层状钙钛矿阴极材料PrBaCo2O5+x的研究

摘要

为研究PrBaCo2O5+x(PBCO)层状钙钛矿阴极材料作中温固体氧化物燃料电池阴极的可行性,通过溶胶凝胶法制备出该材料,并对材料的晶体结构、电导率、热膨胀以及电化学性能进行表征.XRD分析结果表明:PBCO的晶体结构属于斜方晶系.300～850℃时,PBCO的电导率可达1310～3315S·cm-1,远高于SOFC电极的电导率标准(100S· cm-1).热膨胀测试表明,PBCO的热膨胀系数较高,30～1000℃的平均热膨胀系数(TEC)为21.5×10-6K-1.以PBCO作电极,Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)作电解质,700～800℃温区内,对称电池PBCO//SDC的极化阻抗为0.089～0.029Ω· cm-2.最后,以PBCO作阴极,300μm厚SDC作电解质,制备PBCO/SDC/NiO-SDC单电池,800℃时单电池的最大功率密度可达680mW· cm-2.因此,PBCO氧化物有望作中温SOFC阴极的候选材料.